WEKO3
アイテム
稠密な電機子構造を有する横方向磁束型主電動機の高トルク密度／高力率設計
http://hdl.handle.net/2261/54227
http://hdl.handle.net/2261/54227446e59c6-6fdb-45a0-b89f-535e5ee29855
| 名前 / ファイル | ライセンス | アクション |
|---|---|---|
37116495.pdf (14.3 MB)
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| Item type | 学位論文 / Thesis or Dissertation(1) | |||||
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| 公開日 | 2013-05-07 | |||||
| タイトル | ||||||
| タイトル | 稠密な電機子構造を有する横方向磁束型主電動機の高トルク密度／高力率設計 | |||||
| 言語 | ||||||
| 言語 | jpn | |||||
| 資源タイプ | ||||||
| 資源タイプ識別子 | http://purl.org/coar/resource_type/c_46ec | |||||
| 資源タイプ | thesis | |||||
| その他のタイトル | ||||||
| その他のタイトル | Design of Transverse Flux-Type Motor for High Torque Density and High Power Factor with Dense Armature Structure | |||||
| 著者 |
山元, 雄太
× 山元, 雄太 |
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| 著者別名 | ||||||
| 識別子Scheme | WEKO | |||||
| 識別子 | 10592 | |||||
| 姓名 | Yamamoto, Yuta | |||||
| 著者所属 | ||||||
| 値 | 東京大学大学院工学系研究科電気系工学専攻 | |||||
| 著者所属 | ||||||
| 値 | Department of Electrical Engineering and Information Systems, Graduate School of Engineering, The University of Tokyo | |||||
| Abstract | ||||||
| 内容記述タイプ | Abstract | |||||
| 内容記述 | 近年, 省エネルギーと環境問題への急速な関心の高まりと相まって, 種々の分野で駆動を従来の熱機関からモータにより分担する電動化の波が押し寄せている. その中で, 海外との貨物輸送の大部分を占める船舶は元来,トンキロベースにおいて低燃費で省エネルギーな輸送機関として認知されてきた. 昨今では, 外航船に限らずインターモーダル輸送機関としての内航船へも期待が寄せられている. 一方で, 近年の燃料コストの上昇に加え,2013 年1 月より国際海事機関（IMO）が新造船に対しEEDI と呼ばれる燃費基準に相当する環境規制が導入され,燃費効率向上やCO2 排出量削減, 保守性向上によるランニングコスト低減を実現する技術的な方策がより一層求められている. そういった状況で, 推進システムの高度化の一つであり, 減速機構を用いないモータによる直接駆動方式による船舶推進の取り組みが注目されている.直接駆動方式とするためには, 船舶特有の低速で高トルクを発生させる必要があるため, 狭極ピッチによる多極化が比較的容易な横方向磁束型に注目した. 先行研究では, 自起動できるような低コギングトルクを達成できたものの, ステータ部の空間利用率が低さと小径多巻線による低定格電流という構造的制約からトルク密度と力率が低いという問題点があった.本論文では, 船舶推進に資する高トルク密度及び高力率の実現のための設計法の確立と試作機による検証を目的とする. そのために, 同期機における円筒機モデルを援用した基本モデルから同定され, 測定量が容易な負荷電流と端子電圧, トルクのみで評価できる新V曲線による試験法を提案し, 先行試験機の負荷特性試験を通じてその有用性と従来機の問題点を明らかにした後, 浮き彫りになった従来機の大きな問題点である低トルク密度と低力率を解決すべく, ステータ部の空間利用率向上と電機子電流通電量の増加に取り組んだ. 前者については, 従来のアキシャルギャップモータに利用されている台形状の磁石とコアティースに注目した稠密な電機子構造を採用し, 後者に関しては, 大きな導体断面と放熱しやすい面接触構造による大電流化と少巻線による低インダクタンス化及び高占積率による体格の小型化が期待される平角線に注目した. 設計にあたっては, 横方向磁束型モータの設計において本質的な3 次元数値計算の省力化を図るべく, トルクを生み出す構造に注目した簡易なモデリングとパーミアンス法にて構築される, 最大トルク付近のパラメータサーベイを行うための簡易設計法を提案した. 詳細部は3 次元有限要素法解析にて詰める方針で設計をした. 設計した新試験機は, 当初の想定通り, 余裕を持った低電流密度3.5Arms/mm2 設計ながらも現状の船舶推進並みの高トルク密度11.4Nm/l と従来の横方向磁束型では達成し得なかった高力率0.975 を達成できることを実験的に明らかにした. | |||||
| 書誌情報 | 発行日 2013-03-25 | |||||
| 学位名 | ||||||
| 学位名 | 修士(工学) | |||||
| 学位 | ||||||
| 値 | master | |||||
| 研究科・専攻 | ||||||
| 値 | 工学系研究科・電気系工学専攻 | |||||
| 学位授与年月日 | ||||||
| 学位授与年月日 | 2013-03-25 | |||||
